(57)【要約】  液体金属冷却原子炉は、原子炉圧力容器内に、炉心を通って液体金属冷却剤を循環させる一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）および逆流ＥＭＰを含む。原子炉は、一次ＥＭＰの障害に応答して液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成することができる。逆流ＥＭＰは、原子炉圧力容器内の一次ＥＭＰと直列に結合される。逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰを通る液体金属の逆流を緩和するために、一次ＥＭＰの障害に応答して選択的に作動することができる。一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰは、別々の電源から電力を受け取ることができる。複数の逆流ＥＭＰは、並列液体金属冷却剤ラインを介して一次ＥＭＰに並列に結合することができる。原子炉は、複数の一次ＥＭＰおよび複数の組の逆流ＥＭＰを含むことができ、各別々の組の逆流ＥＭＰは別々の一次ＥＭＰに結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体金属の循環によって冷却されるように構成された原子炉（１１０）であって、
前記原子炉（１１０）の原子炉圧力容器（１１１）内の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）（１２０）であって、前記原子炉圧力容器（１１１）内の炉心（１１２）を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成された一次ＥＭＰ（１２０）と、
前記原子炉圧力容器（１１１）内の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）であって、前記一次ＥＭＰ（１２０）と直列に結合され、選択的に作動された場合に、前記一次ＥＭＰ（１２０）を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和する逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）と、を含む原子炉（１１０）。
【請求項２】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）が前記一次ＥＭＰ（１２０）の下流にあって、かつ前記炉心（１１２）の上流にあるように、前記一次ＥＭＰ（１２０）に結合される、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項３】
前記一次ＥＭＰ（１２０）の下流端に並列に結合された複数の液体金属冷却剤戻りライン（１２４）と、
前記複数の液体金属冷却剤戻りライン（１２４）に結合された複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）と、をさらに含み、前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）の前記下流端に並列に結合され、選択的に作動された場合に、前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和する、請求項２に記載の原子炉（１１０）。
【請求項４】
前記一次ＥＭＰ（１２０）の少なくとも部分的な障害の検出に応答して前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を選択的に作動させるように構成されたＥＭＰ制御システム（１５０）をさらに含む、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項５】
液体金属冷却剤を前記炉心（１１２）に並列に循環させるように構成された複数の一次ＥＭＰ（１２０）と、
逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の複数の組であって、逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の各別々の組が前記複数の一次ＥＭＰ（１２０）の別々の一次ＥＭＰ（１２０）に結合されている、逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の複数の組と、をさらに含む、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項６】
前記一次ＥＭＰ（１２０）および前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、それぞれ別々の電源（１４０）から電力を受け取るように構成されている、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項７】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、交流（ＡＣ）電力を用いて動作するように構成されている、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項８】
前記液体金属冷却剤は、ナトリウム、水銀、鉛、ビスマス、またはスズのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項９】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）よりも低いレベルの液体金属冷却剤の流れを生成するように構成されている、請求項１に記載の原子炉（１１０）。
【請求項１０】
方法であって、
原子炉（１１０）の原子炉圧力容器（１１１）内の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）（１２０）の少なくとも部分的な障害に応答して、前記原子炉（１１０）内の液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように液体金属冷却原子炉（１１０）を構成するステップ（５００）を含み、前記一次ＥＭＰ（１２０）は、少なくとも前記原子炉（１１０）の炉心（１１２）を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成され、前記構成するステップ（５００）は、
選択的に作動された場合に、逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）が前記一次ＥＭＰ（１２０）を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように、前記原子炉圧力容器（１１１）内に前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を設置するステップを含む、方法。
【請求項１１】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を前記原子炉圧力容器（１１１）内に設置するステップは、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）が前記一次ＥＭＰ（１２０）の下流でかつ前記炉心（１１２）の上流に配置されるように、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を前記一次ＥＭＰ（１２０）に直列に結合するステップ（５０２）を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記原子炉（１１０）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）の下流端に並列に結合された複数の液体金属冷却剤戻りライン（１２４）を含み、
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を前記一次ＥＭＰ（１２０）に直列に結合するステップ（５０２）は、複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を前記複数の液体金属冷却剤戻りライン（１２４）に結合するステップを含み、その結果、
前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）の前記下流端に並列に結合され、
前記原子炉（１１０）は、前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の選択的作動に基づいて、前記一次ＥＭＰ（１２０）を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記構成するステップ（５００）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）および前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）をＥＭＰ制御システム（１５０）に通信可能に結合するステップを含み、前記ＥＭＰ制御システム（１５０）は、前記一次ＥＭＰ（１２０）の少なくとも部分的な障害の検出に応答して前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を選択的に作動させるように構成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記原子炉（１１０）は、複数の一次ＥＭＰ（１２０）を含み、前記複数の一次ＥＭＰ（１２０）は、液体金属冷却剤を前記炉心（１１２）に並列に循環させるように構成され、
前記構成するステップ（５００）は、逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の複数の組を前記複数の一次ＥＭＰ（１２０）の別々の一次ＥＭＰ（１２０）に取り付けるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を取り付けるステップは、前記一次ＥＭＰ（１２０）および前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）が独立した電源（１４０）に結合されるように、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を第１の電源（１４０）に電気的に結合するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を取り付けるステップは、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を交流（ＡＣ）電源に電気的に結合するステップ（５０４）を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
液体金属冷却原子炉（１１０）を動作させるための方法であって、
一次ＥＭＰ（１２０）が液体金属冷却剤を前記原子炉（１１０）の炉心（１１２）に循環させることに少なくとも部分的に失敗したと判定するステップ（４０４）であって、前記一次ＥＭＰ（１２０）は前記原子炉（１１０）の原子炉圧力容器（１１１）内に配置されている、判定するステップと、
前記判定に応答して、前記一次ＥＭＰ（１２０）を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に軽減するために逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を選択的に作動させるステップ（４１０）であって、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は前記一次ＥＭＰ（１２０）に直列に結合され、前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は前記原子炉圧力容器（１１１）内に配置されている、作動させるステップと、を含む方法。
【請求項１８】
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を含み、前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は前記一次ＥＭＰ（１２０）に並列に結合され、
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を選択的に作動させるステップ（４１０）は、前記複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）を選択的に作動させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記一次ＥＭＰ（１２０）は、液体金属冷却剤を前記炉心（１１２）に並列に循環させるように構成された複数の一次ＥＭＰ（１２０）を含み、
前記逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）は、１つまたは複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の複数の組を含み、１つまたは複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の各別々の組は、複数の一次ＥＭＰ（１２０）の別々の一次ＥＭＰ（１２０）に結合され、
前記選択的に作動させるステップ（４１０）は、１つまたは複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の選択された組を、
前記複数の一次ＥＭＰ（１２０）のうちの特定の一次ＥＭＰ（１２０）が液体金属冷却剤を循環させることに少なくとも部分的に失敗しており、かつ、
１つまたは複数の逆流ＥＭＰ（１３０，１３２）の前記選択された組が前記特定の一次ＥＭＰ（１２０）に結合されている、と判定するステップに応答して、作動させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記一次ＥＭＰ（１２０）が少なくとも部分的に失敗していると前記判定するステップは、前記一次ＥＭＰ（１２０）に関連する電源障害を検出するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に原子炉に関し、特に液体金属冷却原子炉の炉心を通る液体金属冷却剤の循環を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所に含まれる原子炉は、炉心を通って循環する１つまたは複数の冷却剤への熱伝達によって冷却されるように構成することができる。炉心から熱を除去するために、様々な冷却剤を用いることができる。冷却剤は、水、液体金属、溶融塩、気体物質、これらのいくつかの組み合わせなどを含む１つまたは複数の様々な物質を含むことができる。
【０００３】
いくつかの原子力発電所では、本明細書では一次冷却剤とも呼ばれる、炉心から熱を除去する冷却剤が、熱交換器を通って循環され、本明細書では二次冷却剤とも呼ばれる別の冷却剤に熱を伝達する。場合によっては、二次冷却剤は仕事を実行するために使用され、その仕事には原子力発電所に含まれるタービン装置を通って循環することによって発電機を駆動することが含まれる。いくつかの原子力発電所では、冷却剤を使用して、脱塩、水素製造などを含む１つまたは複数の工業プロセスを支援するプロセス熱を提供することができる。
【０００４】
場合によっては、原子炉は液体金属の循環によって冷却されるように構成されている。そのような原子炉は、本明細書では交換可能に液体金属冷却原子炉と呼ばれ、一次冷却剤ループを含み、これを介して１つまたは複数の液体金属物質が一次冷却剤として循環される。一次冷却剤ループを通って循環するそのような１つまたは複数の液体金属物質は、原子炉の炉心を少なくとも部分的に通って循環することができ、本明細書では液体金属冷却剤と呼ばれる。
【０００５】
場合によっては、原子炉を通って循環することができる液体金属冷却剤は、導電性液体金属物質を含む。導電性液体金属物質により冷却されるように構成された液体金属冷却原子炉は、原子炉を通って導電性液体金属冷却剤を循環させるように構成された１つまたは複数の電磁ポンプ（ＥＭＰ）を含むことができる。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書における様々な実施形態は、炉心を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成された一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）の少なくとも部分的な障害に応答して、原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された液体金属冷却原子炉に関連する装置、システム、および方法に関する。一次ＥＭＰは、原子炉の原子炉圧力容器内に含まれている。液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するために、原子炉は、一次ＥＭＰに直列に結合された逆流ＥＭＰを含み、原子炉は、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して、一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するために逆流ＥＭＰを選択的に作動させるように構成される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、液体金属の循環によって冷却されるように構成された原子炉は、原子炉の原子炉圧力容器内の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）と、原子炉圧力容器内の逆流ＥＭＰと、を含むことができる。一次ＥＭＰは、原子炉圧力容器内の炉心を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成することができる。逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰと直列に結合することができ、選択的に作動された場合に、一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、逆流ＥＭＰが一次ＥＭＰの下流にあって、かつ炉心の上流にあるように、一次ＥＭＰに結合することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、原子炉は、一次ＥＭＰの下流端に並列に結合された複数の液体金属冷却剤戻りラインと、複数の逆流ＥＭＰと、を含むことができる。複数の逆流ＥＭＰは、複数の逆流ＥＭＰが一次ＥＭＰの下流端に並列に結合されるように、複数の液体金属冷却剤戻りラインに結合することができる。複数の逆流ＥＭＰは、選択的に作動された場合に、一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、原子炉はＥＭＰ制御システムを含む。ＥＭＰ制御システムは、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害の検出に応答して逆流ＥＭＰを選択的に作動させるように構成することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、原子炉は、複数の一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰの複数の組を含むことができる。複数の一次ＥＭＰは、液体金属冷却剤を炉心に並列に循環させるように構成することができる。逆流ＥＭＰ各別々の組は、複数の一次ＥＭＰの別々の一次ＥＭＰに結合することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰは、別々の電源から電力を受け取るようにそれぞれ構成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、交流（ＡＣ）電力を使用して動作するように構成することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、液体金属冷却剤は、ナトリウム、水銀、鉛、ビスマス、またはスズのうちの少なくとも１つを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰよりも低いレベルの液体金属冷却剤の流れを生成するように構成することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰよりも小さな圧力ヘッドを生成するように構成することができる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰよりも物理的に小さくすることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、方法は、原子炉の原子炉圧力容器内の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）の少なくとも部分的な障害に応答して、原子炉内の液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように液体金属冷却原子炉を構成するステップを含むことができる。一次ＥＭＰは、少なくとも原子炉の炉心を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成することができる。構成するステップは、選択的に作動された場合に、逆流ＥＭＰが一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように、原子炉圧力容器内に逆流ＥＭＰを設置するステップを含む。
【００１９】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰを原子炉圧力容器内に設置するステップは、逆流ＥＭＰが一次ＥＭＰの下流でかつ炉心の上流に配置されるように、逆流ＥＭＰを一次ＥＭＰに直列に結合するステップを含むことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、原子炉は、一次ＥＭＰの下流端に並列に結合された複数の液体金属冷却剤戻りラインを含むことができる。逆流ＥＭＰを一次ＥＭＰに直列に結合するステップは、複数の逆流ＥＭＰを複数の液体金属冷却剤戻りラインに結合するステップを含むことができ、その結果、複数の逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰの下流端に並列に結合され、原子炉は、複数の逆流ＥＭＰの選択的作動に基づいて、一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、構成するステップは、一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰをＥＭＰ制御システムに通信可能に結合するステップを含むことができる。ＥＭＰ制御システムは、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害の検出に応答して逆流ＥＭＰを選択的に作動させるように構成することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、原子炉は、複数の一次ＥＭＰを含むことができる。複数の一次ＥＭＰは、液体金属冷却剤を炉心に並列に循環させるように構成することができる。構成するステップは、逆流ＥＭＰの複数の組を複数の一次ＥＭＰの別々の一次ＥＭＰに取り付けるステップを含むことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰを取り付けるステップは、一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰが独立した電源に結合されるように、逆流ＥＭＰを第１の電源に電気的に結合するステップを含むことができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰを取り付けるステップは、逆流ＥＭＰを交流（ＡＣ）電源に電気的に結合するステップを含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、液体金属冷却剤は、ナトリウム、水銀、鉛、ビスマス、またはスズのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、液体金属冷却原子炉を動作させるための方法は、一次ＥＭＰが液体金属冷却剤を原子炉の炉心に循環させることに少なくとも部分的に失敗したと判定するステップと、判定に応答して、一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に軽減するために逆流ＥＭＰを選択的に作動させるステップと、を含むことができる。一次ＥＭＰは、原子炉の原子炉圧力容器内に配置することができる。逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰに直列に結合することができる。逆流ＥＭＰは、原子炉圧力容器内に配置することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、複数の逆流ＥＭＰを含むことができる。複数の逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰに並列に結合することができる。逆流ＥＭＰを選択的に作動させるステップは、複数の逆流ＥＭＰを選択的に作動させるステップを含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、一次ＥＭＰは、複数の一次ＥＭＰを含むことができる。複数の一次ＥＭＰは、液体金属冷却剤を炉心に並列に循環させるように構成することができる。逆流ＥＭＰは、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの複数の組を含むことができる。１つまたは複数の逆流ＥＭＰ各別々の組は、複数の一次ＥＭＰの別々の一次ＥＭＰに結合することができる。選択的に作動させるステップは、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの選択された組を、複数の一次ＥＭＰのうちの特定の一次ＥＭＰが液体金属冷却剤を循環させることに少なくとも部分的に失敗しており、かつ、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの選択された組が特定の一次ＥＭＰに結合されている、と判定するステップに応答して、作動させるステップを含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、一次ＥＭＰが少なくとも部分的に失敗していると判定するステップは、一次ＥＭＰに関連する電源障害を検出するステップを含むことができる。
【００３０】
本明細書における非限定的な実施形態の各種の特徴および利点は、添付図面と共に詳細な説明を検討すると、より明らかになるであろう。添付図面は、例示を目的として提供されているにすぎず、特許請求の範囲を限定すると解釈されるものではない。添付の図面は、別途明示されない限り、縮尺通りに描かれているとみなすべきではない。明確にするために、図面の様々な寸法は誇張されている場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】いくつかの実施形態による、液体金属冷却原子炉を含む原子力発電所の概略図である。
【図２】いくつかの実施形態による、液体金属冷却原子炉の斜視図である。
【図３】いくつかの実施形態による電磁ポンプの斜視図である。
【図４】いくつかの実施形態による、原子炉における液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するステップを示す図である。
【図５】いくつかの実施形態による、原子炉における液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように原子炉を構成するステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
ある要素または層が別の要素または層に対して「上に（ｏｎ）ある」、「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」、または「覆う（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接的に上にあり、接続され、結合され、または覆ってもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上にある」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しない。本明細書を通じて、類似する符号は類似する要素を指す。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つもしくは複数のすべての組み合わせを含む。
【００３３】
本明細書では、各種の要素、部品、領域、層および／またはセクションを第１、第２、第３などの用語を使用して記述するが、それらの要素、部品、領域、層、および／またはセクションが、これらの用語により限定されるものではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層、またはセクションを別の領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。よって、以下で議論される第１の要素、部品、領域、層、またはセクションが、例示的な実施形態の教示から逸脱することなしに、第２の要素、部品、領域、層、またはセクションと呼ばれることもある。
【００３４】
空間的に相対的な用語（例えば、「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」など）は、本明細書では、図に示すような、１つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を記述するための説明を容易にするために用いられ得る。空間的に相対的な用語は、図に描かれている向きに加えて、使用または動作中の装置の様々な向きを含むことを意図していることを理解されたい。例えば、図中の装置が上下反転された場合、他の要素または特徴の「下方」または「真下」にあると記述される要素は、他の要素または特徴の「上方」に配される。よって、「下方（ｂｅｌｏｗ）」という用語は、上および下の両方の方向を含むことができる。装置を、それ以外の方向に向ける（９０度回転させる、または他の方向に回転させる）ことができ、したがって、本明細書で使用される空間的に相対的な記述はそれに応じて解釈される。
【００３５】
本明細書で用いられる用語は、各種の実施形態の記述のみを目的とし、例示的な実施形態への限定を意図していない。本明細書で用いられるように、文脈上で別途明確に指示されていない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組の存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。
【００３６】
本明細書では、例示的な実施形態について、例示的な実施形態の理想的な実施形態（および中間構造）の概略的な図示である断面図を参照して記述する。よって、例えば、製造技術および／または精度などに伴って、図示の形状からの変形が想定される。よって、例示的な実施形態は、本明細書に示す領域の形状に限定されるとみなされるものではなく、例えば製造により生じる、形状の変更を含むことが予定される。例えば、矩形として示された注入領域は、通常、注入された領域から注入されていない領域への２値変化ではなく、その縁部に丸いもしくは湾曲した特徴および／または注入濃度の勾配を有する。同様に、注入によって形成される埋め込み領域は、埋め込み領域と注入が行われる表面との間の領域にある程度の注入をもたらす場合がある。よって、図に示す領域は、性質上概略的なものであり、それらの形状は、装置の領域の実際の形状を示すことを意図しておらず、例示的な実施形態の範囲を限定することを意図していない。
【００３７】
例示的な実施形態は、以下でより詳細に説明されるユニットおよび／または装置と関連して実施することができる行為および動作の記号表現（例えば、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、ブロック図などの形式）を参照して説明することができる。特に説明しているが、特定のブロックで指定された機能または動作は、フローチャート、フロー図などで指定されたフローとは異なる方法で実行されてもよい。例えば、２つの連続するブロックで順次実行するように示している機能または動作は、実際には同時に実行されてもよいし、場合によっては逆の順序で実行されてもよい。
【００３８】
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義される用語を含む用語は、関係のある技術分野の脈絡におけるそれらの意味と合致する意味を有するものと解釈されなければならず、本明細書で特に定義されない限り、理念化された意味、または過度に形式的な意味で解釈されることはないことがさらに理解されよう。
【００３９】
１つまたは複数の例示的な実施形態によるユニット、システム、および／または装置は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせの１つまたは複数のインスタンスを使用して実現することができる。例えば、ハードウェア装置は、限定ではないが、プロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、コントローラ、算術論理ユニット（ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）、プログラマブルロジックユニット、マイクロプロセッサ、または定義された方法で命令に応答し実行することができる任意の他のデバイスなどの処理回路を使用して実現することができる。
【００４０】
ソフトウェアは、ハードウェア装置を独立してまたは集合的に指示しまたは構成して所望するように動作させるために、コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせを含むことができる。コンピュータプログラムおよび／またはプログラムコードは、上述したハードウェア装置のうちの１つまたは複数などの、１つまたは複数のハードウェア装置によって実現することができる、プログラムもしくはコンピュータ可読命令、ソフトウェアコンポーネント、ソフトウェアモジュール、データファイル、および／またはデータ構造などを含むことができる。プログラムコードの例には、コンパイラによって生成された機械コード、およびインタプリタを使用して実行されるより高いレベルのプログラムコードの両方が含まれる。
【００４１】
例えば、ハードウェア装置がコンピュータ処理装置（例えば、プロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、コントローラ、算術論理ユニット（ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなど）である場合には、コンピュータ処理装置は、プログラムコードに従って、算術演算、論理演算、および入出力動作を実行することによって、プログラムコードを実行するように構成することができる。プログラムコードがコンピュータ処理装置にロードされると、コンピュータ処理装置はプログラムコードを実行するようにプログラムされ、それによってコンピュータ処理装置を専用コンピュータ処理装置に変換することができる。より具体的な例では、プログラムコードがプロセッサにロードされると、プロセッサは、プログラムコードおよびそれに対応する動作を実行するようにプログラムされ、それによってプロセッサが専用プロセッサに変換される。
【００４２】
ソフトウェアおよび／またはデータは、ハードウェア装置に命令またはデータを提供したり、ハードウェア装置によって解釈されることが可能な任意のタイプの機械、コンポーネント、物理装置もしくは仮想装置、またはコンピュータ記憶媒体もしくは装置に永続的または一時的に具現化されてもよい。ソフトウェアはまた、ネットワークに結合されたコンピュータシステム上に分散されてもよく、その結果、ソフトウェアは分散して格納され、実行される。特に、例えば、ソフトウェアおよびデータは、本明細書で説明される有形または非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む、１つまたは複数のコンピュータ可読記録媒体によって格納されてもよい。
【００４３】
１つまたは複数の例示的な実施形態によれば、コンピュータ処理装置は、説明の明瞭性を高めるために様々な動作および／または機能を実行する様々な機能ユニットを含むものとして説明することができる。しかしながら、コンピュータ処理装置は、これらの機能ユニットに限定されるものではない。例えば、１つまたは複数の例示的な実施形態では、機能ユニットの様々な動作および／または機能は、機能ユニットのうちの他のものによって実行されてもよい。さらに、コンピュータ処理装置は、コンピュータ処理装置の動作および／または機能をこれらの様々な機能ユニットに細分することなく、様々な機能ユニットの動作および／または機能を実行することができる。
【００４４】
１つまたは複数の例示的な実施形態によるユニットおよび／または装置はまた、１つまたは複数の記憶装置を含むことができる。１つまたは複数の記憶装置は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、永久大容量記憶装置（ディスクドライブなど）、ソリッドステート（例えば、ＮＡＮＤフラッシュ）デバイス、および／またはデータを格納し記録することができる任意の他の同様のデータ記憶機構などの、有形または非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。１つまたは複数の記憶装置は、１つまたは複数のオペレーティングシステムおよび／または本明細書に記載の例示的な実施形態を実現するために、コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせを格納するように構成されてもよい。コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせは、ドライブ機構を使用して、別々のコンピュータ可読記憶媒体から、１つもしくは複数の記憶装置および／または１つもしくは複数のコンピュータ処理装置にロードすることもできる。そのような別々のコンピュータ可読記憶媒体は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ、メモリスティック、ブルーレイ／ＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭドライブ、メモリカード、および／または他の同様のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせは、ローカルのコンピュータ可読記憶媒体ではなく、ネットワークインターフェースを介してリモートのデータ記憶装置から１つもしくは複数の記憶装置および／または１つもしくは複数のコンピュータ処理装置にロードすることができる。さらに、コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせは、コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせをネットワーク上で転送および／または配信するように構成されたリモートコンピューティングシステムから、１つもしくは複数の記憶装置および／または１つもしくは複数のプロセッサにロードすることができる。リモートコンピューティングシステムは、有線インターフェース、エアインターフェース、および／または任意の他の同様の媒体を介して、コンピュータプログラム、プログラムコード、命令、またはそれらのいくつかの組み合わせを転送および／または配信することができる。
【００４５】
１つもしくは複数のハードウェア装置、１つもしくは複数の記憶装置、および／またはコンピュータプログラム、プログラムコード、命令、もしくはそれらのいくつかの組み合わせは、例示的な実施形態の目的のために特別に設計および構成されてもよいし、あるいは、例示的な実施形態の目的のために変更および／または修正された公知の装置であってもよい。
【００４６】
コンピュータ処理装置などのハードウェア装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）およびＯＳ上で実行される１つもしくは複数のソフトウェアアプリケーションを実行することができる。コンピュータ処理装置はまた、ソフトウェアの実行に応答してデータにアクセスし、データを格納し、操作し、処理し、作成することができる。単純化のために、１つまたは複数の例示的な実施形態を１つのコンピュータ処理装置として例示することができるが、しかし、当業者は、ハードウェア装置が複数の処理要素および複数のタイプの処理要素を含むことができることを理解するであろう。例えば、ハードウェア装置は、複数のプロセッサ、またはプロセッサおよびコントローラを含むことができる。さらに、並列プロセッサなどの他の処理構成も可能である。
【００４７】
特定の実施例および図面を参照して説明するが、例示的な実施形態の修正、追加および置換は、当業者により明細書に従って様々に行うことができる。例えば、記載した技術は、記載した方法と異なる順序で実行されてもよく、および／または記載したシステム、アーキテクチャ、装置、回路などの構成要素は、上記の方法と異なるように接続または組み合わせてもよく、あるいは、結果は、他の構成要素または同等物によって適切に達成されてもよい。
【００４８】
本開示は、炉心から熱を除去するために液体金属冷却剤の少なくとも一部を炉心を通って循環させるように構成された一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）の少なくとも部分的な障害に応答して、原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された独自の液体金属冷却原子炉に関する。原子炉は、逆流ＥＭＰを含む。逆流ＥＭＰは、原子炉圧力容器内に含まれ、一次ＥＭＰと直列に結合される。原子炉は、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答した逆流ＥＭＰの選択的作動に基づいて、原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成される。逆流ＥＭＰは、少なくとも部分的に障害のある一次ＥＭＰを含む、原子炉の少なくとも一部を通る逆流に対する耐圧力を生成することができる。その結果、一次ＥＭＰの障害の結果としての原子炉を通る冷却剤の流れの損失を少なくとも部分的に緩和することができ、それによって原子炉が少なくとも部分的に障害のある少なくとも１つの一次ＥＭＰで動作を継続し、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して炉心を停止（ＳＣＲＡＭ）する必要性を回避することができる。
【００４９】
図１は、いくつかの実施形態による、液体金属冷却原子炉を含む原子力発電所の概略図である。
【００５０】
原子力発電所１００は、液体金属冷却原子炉（本明細書では単に「原子炉」と呼ぶ）１１０と、一次冷却剤ループ１１９と、中間冷却剤ループ１６０と、一組の電源１４４〜１４５と、ＥＭＰ制御システム１５０と、を含む。一次冷却剤ループ１１９は、少なくとも一組の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）１２０−１〜１２０−ｎと、少なくとも一組の逆流ＥＭＰと、を含む。ＥＭＰ制御システム１５０は、原子力発電所１００内の１つまたは複数の様々な組のＥＭＰの動作を制御するように構成される。
【００５１】
原子炉１１０は、原子炉圧力容器１１１を含む。原子炉圧力容器１１１は、原子炉炉心１１２および複数の構成要素を含む。複数の構成要素は、一次冷却剤ループ１９０を含む。一次冷却剤ループ１９０は、炉心１１２内の核反応の結果として炉心１１２で発生した熱を除去するように構成することができる。図１に示す一次冷却剤ループ１９０は、炉心１１２内の核反応の結果として炉心１１２で発生した熱を炉心１１２から除去するために、炉心１１２の少なくとも一部を通って液体金属冷却剤を循環させるように構成される。そのような熱除去は、本明細書では炉心熱除去と呼ぶこともできる。
【００５２】
図示するように、一次冷却剤ループ１９０は一次熱交換器１１４を含む。一次熱交換器１１４は、炉心１１２から出る液体金属冷却剤から別の冷却剤に熱を伝達するように構成されている。他の冷却剤は、中間冷却剤ループ１６０を循環する。他の冷却剤は、いくつかの実施形態では、液体金属冷却剤を含むことができる。一次および中間冷却剤ループを循環する液体金属冷却剤は、共通の液体金属物質または異なる液体金属物質であってもよい。
【００５３】
一次冷却剤ループ１９０は、吸入リザーバ１１６を含む。吸入リザーバ１１６は、液体金属冷却剤が炉心で発生した熱を中間冷却剤ループ１６０に伝達した後に、熱交換器１１４を出る液体金属冷却剤を受け取るように構成される。
【００５４】
一次冷却剤ループ１９０は一組の１または複数の一次電磁ポンプ（ＥＭＰ）１２０−１〜１２０−ｎを含む。一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎは、図１に示すように、原子炉を通って液体金属冷却剤を循環させるために並行して動作するように構成されている。一次ＥＭＰは、本明細書では、「第１のＥＭＰ」、「主ＥＭＰ」、または「ワークホースＥＭＰ」と互換的に呼ぶことができる。一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎは、吸入オリフィス１２２において吸入ライン１２１を介して吸入リザーバ１１５にそれぞれ結合されている。一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎはまた、出口オリフィス１２３において、１つまたは複数の戻りライン１２４を介して炉心入口プレナム１１８にそれぞれ結合されている。各一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎは、液体金属冷却剤の少なくとも一部をプレナムに駆動するように構成され、さらに、ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎの下流にある圧力ヘッドの少なくとも一部を生成するように構成される。圧力ヘッドは、図示するように、炉心１１２を通って液体金属冷却剤を循環させる駆動力を提供することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、原子力発電所１００に含まれる１つまたは複数のＥＭＰは、１つまたは複数の様々なタイプのＥＭＰを含むことができる。例えば、本明細書に記載のＥＭＰは、伝導ＥＭポンプまたは誘導ＥＭポンプのうちの１つまたは複数を含むことができる。伝導ＥＭＰは、交流（ＡＣ）電力または直流（ＤＣ）電力の１つまたは複数を使用して動作するように構成することができる。ＤＣ電力を使用して動作するように構成されたＥＭＰは、永久磁石または電磁石のうちの１つまたは複数を含むことができる。誘導ＥＭＰは、移動磁石誘導ポンプ、単相誘導ポンプ、または多相誘導ポンプのうちの１つまたは複数を含むことができる。多相誘導ポンプは、リニア誘導ポンプ、環状リニア誘導ポンプ（ＡＬＩＰ）、またはヘリカル誘導ポンプのうちの１つまたは複数を含むことができる。ＡＬＩＰは、単一ステータＡＬＩＰまたはマルチステータＡＬＩＰのうちの１つまたは複数を含むことができる。マルチステータＡＬＩＰは、二重ステータＡＬＩＰを含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、戻りラインは、所与のＥＭＰ１２０について、一組の複数の戻りライン１２４を含む。複数の戻りライン１２４は、所与のＥＭＰ１２０の出口オリフィス１２３に並列に結合することができ、それによって、所与のＥＭＰ１２０の出口オリフィス１２３を介して複数の戻りライン１２４に液体金属冷却剤を並列に駆動（ポンプ）するように所与のＥＭＰ１２０を構成することができる。
【００５７】
図示するように、原子力発電所１００は、１つまたは複数の電源１４４−１〜１４４−ｎを含む。１つまたは複数の電源１４４−１〜１４４−ｎは別々の一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎにそれぞれ別々に電気的に結合される。各電源１４４は、別々の一次ＥＭＰ１２０に電力を供給するように構成することができる。各電源１４４は、ＡＣ電源またはＤＣ電源のうちの１つまたは複数を含むことができる。さらに示すように、電源１４４−１〜１４４−ｎは、発電所１００の主電源１４０または発電機１４１の１つまたは複数に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、発電所１００は、１つもしくは複数の主電源１４０または１つもしくは複数の発電機１４１から１つまたは複数の電源１４４〜１４５に電力を選択的に供給するように構成された１つまたは複数のスイッチギア装置（図１には図示せず）を含む。発電機１４１は、燃焼エンジン、燃料電池装置、バッテリ、無停電電源（ＵＰＳ）、それらのいくつかの組み合わせなどのうちの１つまたは複数を含むことができる。発電所の主電源１４０は、発電ループ１７０を循環するプロセス流体に基づいて生成された電力を供給するように構成された電源を含むことができる。
【００５８】
原子力発電所１００は中間冷却剤ループ１６０を含む。中間冷却剤ループ１６０は、一次熱交換器１１４と中間熱交換器１６２との間のライン１６１を循環する冷却剤の流れを含む。中間冷却剤ループ１６０は、一次冷却剤ループ１９０を循環する液体金属冷却剤からの炉心除去熱を、中間熱交換器１６２での熱伝達により発電ループ１７０を循環するプロセス流体に伝達することができる。いくつかの実施形態では、中間冷却剤ループを循環する冷却剤は、液体金属冷却剤を含む。中間冷却剤ループを循環する液体金属冷却剤は、一次冷却剤ループ１９０を循環する液体金属冷却剤と比較して、組成が類似していてもよいし、異なっていてもよい。
【００５９】
発電所１００は、熱交換器１６２を介して中間冷却剤ループ１６０から熱を受け取り、タービンを駆動することを含む作業を実行するプロセス流体を循環させるように構成された発電ループ１７０を含む。タービンは発電機を動作させることができる。プロセス流体は、１つまたは複数の様々な段階で水を含むことができる。いくつかの実施形態では、発電ループ１７０は、中間熱交換器１６２が少なくとも部分的に配置される蒸気発生器を含み、熱交換器１６２は、中間冷却剤ループ１６０を循環する冷却剤から蒸気発生器内の水に熱を伝達し、水を蒸発させて蒸気を生成するように構成される。生成された蒸気は、発電機に接続されたタービンを駆動して電力を発生させることを含む仕事を行うのに使用することができる。
【００６０】
原子力発電所１００は、一組の逆流ＥＭＰ１３０−１〜１３０−ｎを含む。逆流ＥＭＰ１３０−１〜１３０−ｎは、吸入ライン１２１を介して別々の一次ＥＭＰ１２０とそれぞれ直列に結合される。逆流ＥＭＰは、本明細書では、「二次ＥＭＰ」、「第２のＥＭＰ」、または「ポニーＥＭＰ」と互換的に呼ぶことができる。各逆流ＥＭＰ１３０は、電源１４５に電気的に結合されている。いくつかの実施形態では、一組の逆流ＥＭＰ１３０は、共通の個別電源１４５に接続される。逆流ＥＭＰ１３０に電気的に結合された１つまたは複数の電源１４５は、一次ＥＭＰ１２０に電気的に結合された１つまたは複数の電源１４４とは別々であり、独立していてもよい。その結果、逆流ＥＭＰ１３０−１〜１３０−ｎは、一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎが電力を受け取る電源とは独立して、電源から電力を受け取るように構成することができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、一次ＥＭＰ（本明細書では、逆流ＥＭＰに関して「対応する」一次ＥＭＰと呼ばれる）に直列に結合された逆流ＥＭＰは、選択的に作動するように構成される。逆流ＥＭＰは、対応する一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して選択的に作動され、その結果、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰが結合される液体金属冷却剤ライン内の液体金属冷却剤の逆流に対する耐圧力を生成する。所与の一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害は、所与の一次ＥＭＰへの電力の損失、ＥＭＰの動作の終了、一次ＥＭＰにおけるポンピング容量の部分的損失などを含むことができる。一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害の結果として、所与の一次ＥＭＰによって生成された圧力ヘッドが、減少したり、終了したりすることがある。
【００６２】
いくつかの実施形態では、所与の一次ＥＭＰ１２０によって生成された圧力ヘッドの減少または損失は、一次ＥＭＰ１２０が含まれる一次冷却剤ループ１９０の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流をもたらす場合があり、それは所与の一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の逆流を含んでいる。原子炉１１０が、一次冷却剤ループ１９０を介して炉心１１２を通って液体金属冷却剤を循環させるように並列に動作するように構成された複数の一次ＥＭＰ１２０を含むいくつかの実施形態では、少なくとも１つの一次ＥＭＰ１２０の少なくとも部分的な障害は、一次冷却剤ループ１９０に含まれる残りの動作している一次ＥＭＰ１２０によって生成された残りの圧力ヘッドに少なくとも部分的に基づいて、一次ＥＭＰ１２０が位置するループ１９０の少なくとも一部を通る逆流をもたらす場合がある。残りの圧力ヘッドは、駆動力を生成することができる。この駆動力は、少なくとも部分的に障害のある一次ＥＭＰ１２０が追加の一次ＥＭＰ１２０によって生成された残留圧力ヘッドを克服するのに十分な圧力ヘッドを生成することができない場合があるので、少なくとも部分的に障害のある一次ＥＭＰ１２０を通って「後方に」流れるように液体金属冷却剤を駆動することがあり得る。
【００６３】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰ１３０は、圧力ヘッドを生成することができる。この圧力ヘッドは、少なくとも部分的に障害のある一次ＥＭＰ１２０を通る逆流を含む、原子炉１１０の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流に対する耐圧力を提供する。逆流ＥＭＰ１３０は、対応する一次ＥＭＰ１２０の少なくとも部分的な障害に応答して選択的に作動することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰ１３０は、対応する一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して手動で作動することができる。いくつかの実施形態では、原子炉１１０は、対応する一次ＥＭＰ１２０の少なくとも部分的な障害に応答して、少なくとも１つの所与の逆流ＥＭＰ１３０を選択的に作動させるように構成される。このような選択的作動は、少なくとも１つの特定の一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的に障害があると判定し、かつ、その少なくとも１つの逆流ＥＭＰが少なくとも１つの特定の一次ＥＭＰと直列に結合されている（すなわち、その少なくとも１つの逆流ＥＭＰが少なくとも１つの特定の一次ＥＭＰに関して「対応する」逆流ＥＭＰである）という判定に基づいてその少なくとも１つの逆流ＥＭＰをさらに選択することに基づいて、少なくとも１つの選択された逆流ＥＭＰを作動させることを含むことができる。逆流ＥＭＰの選択的作動は、逆流ＥＭＰの限定された選択に対応する少なくとも１つの一次ＥＭＰが少なくとも部分的に障害があるという判定に応答して、逆流ＥＭＰの限定された選択を作動させることを含むことができるので、障害のない１つまたは複数の一次ＥＭＰに対応する逆流ＥＭＰの別の限定された選択は作動しない。
【００６５】
いくつかの実施形態では、原子炉は、原子炉内の１つまたは複数の一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して、一次ＥＭＰ動作を監視し、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの選択的作動を制御するように構成される１つまたは複数の制御システムを含む。図１に示すように、原子炉１１０は、ＥＭＰ制御システム１５０を含むことができる。ＥＭＰ制御システム１５０は、１つまたは複数の通信ライン、送電線などを介して、電源１４４、１４５の１つまたは複数、一次ＥＭＰ１２０−１〜１２０−ｎ、逆流ＥＭＰ１３０−１〜１３０−ｎ、それらのいくつかの組み合わせなどに通信可能に結合１５１することができる。いくつかの実施形態では、ＥＭＰ制御システム１５０は、電源１４４〜１４５、ＥＭＰ１２０、１３０などの１つまたは複数に関連するセンサデータを生成するように構成された１つまたは複数のセンサデバイス（図１には示していない）に結合されてもよい。
【００６６】
ＥＭＰ制御システム１５０は、電源１４４〜１４５、一次ＥＭＰ１２０などの１つまたは複数に関連する監視情報に基づいて、一次ＥＭＰ１２０の１つまたは複数の動作を監視することができる。例えば、ＥＭＰ制御システム１５０は、１つまたは複数のセンサデバイスによって生成されたセンサデータを受信することができる。センサデータは、所与の電源１４４から所与の一次ＥＭＰ１２０への電力の流れを示す情報を含むことができる。別の例では、ＥＭＰ制御システムは、１つまたは複数のセンサデバイスによって生成されたセンサデータを受信することができる。センサデータは、所与の一次ＥＭＰ１２０の１つまたは複数の部分によって生成された磁場の強度を示す情報を含むことができる。
【００６７】
ＥＭＰ制御システム１５０は、システム１５０で受信される情報の１つまたは複数のインスタンスを処理することに基づいて、１つまたは複数の一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害があるかどうかを判定するように構成することができる。例えば、ＥＭＰ制御システム１５０は、一次ＥＭＰ１２０に供給される電力がしきい値電力量未満であるという判定に応答して、一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害があると判定することができる。別の例では、ＥＭＰ制御システム１５０は、一次ＥＭＰ１２０に供給される電力が喪失したという判定に応答して、一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害があると判定することができる。別の例では、ＥＭＰ制御システム１５０は、一次ＥＭＰ１２０に関連して生成された磁場の強度が磁場強度のしきい値レベル未満であるという判定に応答して、一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害があると判定することができる。所与の一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害があるという判定に応答して、制御システム１５０は、少なくとも部分的に障害がある一次ＥＭＰ１２０に対応する１つまたは複数の逆流ＥＭＰ１３０、１３２を選択的に作動させるように構成することができる。制御システムはさらに、少なくとも部分的な障害のある一次ＥＭＰ１２０を停止させて、警告信号を生成することができる。警告信号は、オペレータなどを支援する端末に送信される。一次ＥＭＰ、逆流ＥＭＰなどの作動または停止は、対応する電源から一次ＥＭＰ、逆流ＥＭＰなどへの電力供給を制御することを含むことができる。例えば、電源１４４、１４５は、それぞれの電源から対応する（「電気的に結合された」）ＥＭＰへの電力の供給を選択的に制御するように構成されたスイッチ装置を含むことができ、ＥＭＰ制御システム１５０は、メモリに格納されたコードを実行することによって対応する電源のスイッチ装置を制御するように構成された１つまたは複数の専用機械であってもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、ＥＭＰ制御システム１５０は、１つまたは複数のコンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、回路の１つまたは複数のインスタンスを含むことができる。回路の１つまたは複数のインスタンスは、メモリの１つまたは複数のインスタンスに結合された１つまたは複数のプロセッサ装置（「プロセッサ」）を含むことができる。１つまたは複数のプロセッサは、１つまたは複数の中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含むことができる。１つまたは複数のプロセッサは、ＥＭＰ制御システムを実現するように構成することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、一次冷却剤ループ１９０内の１つまたは複数の様々な位置に配置されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、一次冷却剤ループ１９０は、一組の複数の戻りライン１２４と、別々の戻りライン１２４に結合された一組の複数の逆流ＥＭＰ１３２と、を含む。戻りライン１２４は、ＥＭＰ１２０の下流端にある一次ＥＭＰ１２０の出口オリフィス１２３に並列に結合することができる。したがって、一組の複数の逆流ＥＭＰ１３２は、一次ＥＭＰ１２０の下流端に並列に結合することができる。いくつかの実施形態では、原子炉１１０は、それぞれの一次ＥＭＰ１２０の上流端に直列に結合された図示する逆流ＥＭＰ１３０に加えて、またはそれに代わって、一組の戻りライン１２４に並列に結合された一組の複数の逆流ＥＭＰ１３２を含む。いくつかの実施形態では、原子炉１１０は、別々の逆流ＥＭＰ１３２を含む。別々の逆流ＥＭＰ１３２は、それぞれの一次ＥＭＰ１２０のそれぞれの下流側で別々の一次ＥＭＰ１２０にそれぞれ別々に直列に結合される。
【００７０】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、原子炉内の液体金属冷却剤の少なくとも部分的な緩和を提供する。逆流ＥＭＰは、対応する一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して選択的に作動することができる。結果として、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害によって生じる逆流からもたらされ得る液体金属冷却剤循環の減少を、少なくとも部分的に緩和することができる。少なくとも部分的な障害のある一次ＥＭＰによりもたらされる液体金属冷却剤循環の減少を緩和することによって、少なくとも部分的な障害のある一次ＥＭＰに起因する炉心熱除去の減少を緩和することができる。その結果、炉心熱除去の低減を、逆流ＥＭＰの選択的な作動の結果として少なくとも部分的に緩和することができるので、原子炉１１０は、低減した出力（発熱）レベルであっても、一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害の後に動作状態を維持することができる。その結果、一次ＥＭＰ１２０の少なくとも部分的な障害に応答した炉心熱除去の低減に応答して原子炉１１０を少なくとも部分的に停止させる必要性が少なくとも部分的に緩和され、それにより原子炉動作の中断を緩和し、原子炉動作を合理化することができる。
【００７１】
さらに、原子炉１１０が、一次ＥＭＰ１２０に少なくとも部分的な障害が発生した後でも動作を続けることができるので、障害のあるＥＭＰ１２０を修復するための即時の保守作業を可能にするための原子炉１１０の停止が不要となり、以前にスケジュールされた保守期間まで原子炉１１０が動作を続けることができ、その保守期間に障害のある一次ＥＭＰ１２０を修復することができる。その結果、原子炉動作の中断がさらに緩和され、それによって原子炉動作を合理化することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、原子炉１１０に含まれる逆流ＥＭＰ１３０、１３２は、逆流ＥＭＰが結合される対応する一次ＥＭＰ１２０よりも小さい。別のＥＭＰより小さいＥＭＰは、占有体積が物理的により小さく、質量がより小さく、圧力ヘッド生成能力がより小さく、液体金属冷却剤の流量生成能力がより小さく、それらのいくつかの組み合わせなどであってもよい。例えば、逆流ＥＭＰ１３０、１３２は、対応する一次ＥＭＰ１２０の２分の１の大きさであってもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰ１３０、１３２の少なくとも一方および対応する一次ＥＭＰ１２０は、共通の原子炉圧力容器１１１内に配置される。逆流ＥＭＰ１３０、１３２の少なくとも一方は、圧力容器１１１内の未使用空間を占有するように構成されているので、液体金属冷却剤の流路または原子炉圧力容器の大きさに実質的な変更を与えることなく、逆流の緩和が提供される。その結果、圧力容器１１１内に１つまたは複数の逆流ＥＭＰを設置することによって、圧力容器１１１のフットプリントを実質的に変更しなくてもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰのうちの１つまたは複数が、逆流ＥＭＰが結合されて、対応する一次ＥＭＰに完全な冗長性を提供するように構成されていない、対応する一次ＥＭＰよりも小さくてもよいが、圧力容器内の利用可能な未使用空間に適合し、少なくとも部分的な一次ＥＭＰの障害に応答して液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和する結果として、逆流ＥＭＰは、原子炉動作の合理化（一次ＥＭＰの障害に応答して原子炉を直ちに停止する必要性を緩和することにより）と資本の支出（原子炉圧力容器１１１のフットプリントへの変更を実施する必要性を緩和し、それにより逆流緩和機能を支援するために必要な資本の支出を軽減することにより）とのバランスを提供することができる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、中間冷却剤ループ１６０は、一次ＥＭＰ１２０、逆流ＥＭＰ１３０、１３２の少なくとも一方などを含み、これらは一次冷却剤ループ１９０に含まれるように図示されている。中間ループに含まれる一組の１つまたは複数の一次ＥＭＰおよび１つまたは複数の逆流ＥＭＰは、一次冷却剤ループ１９０に含まれるＥＭＰ１２０、１３０、１３２と同様に動作するように構成することができる。中間ループに含まれる一組の１つまたは複数の一次ＥＭＰおよび１つまたは複数の逆流ＥＭＰは、原子炉圧力容器１１１の外部に配置されてもよい。
【００７６】
本明細書で言及されるように、液体金属冷却剤は、ナトリウム、水銀、鉛、ビスマス、またはスズのうちの１つまたは複数を含む１つまたは複数の様々な液体金属物質を含むことができる。１つまたは複数の液体金属物質は、導電性金属物質とすることができるので、ＥＭＰは液体金属冷却剤を循環させるように構成される。
【００７７】
図２は、いくつかの実施形態による、液体金属冷却原子炉の斜視図である。図２に示す原子炉は、図１に示す原子炉１１０を含む、本明細書に含まれる原子炉の実施形態のいずれかに含まれてもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、原子炉は圧力容器を含む。一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰの両方を圧力容器に含めることができる。図２に示すように、原子炉２１０は圧力容器２１１を含むことができ、圧力容器２１１内に一組の複数の一次ＥＭＰ２２０および一組の逆流ＥＭＰ２３０をさらに含むことができる。逆流ＥＭＰ２３０はそれぞれ、別々の一次ＥＭＰ２２０に結合される。図示するように、原子炉２１０は、それぞれの一次ＥＭＰ２２０の上流端にある別々の一次ＥＭＰ２２０の入口オリフィスにそれぞれ直列に結合された一組の逆流ＥＭＰ２３０を含み、原子炉２１０に含まれる吸入リザーバ２１６から循環される液体金属冷却剤は、結合された一次ＥＭＰ２２０を通過する前に少なくとも１つの逆流ＥＭＰ２３０を最初に通過する。図示するように、逆流ＥＭＰ２３０は、液体金属冷却剤の流路を実質的に変更することなく、原子炉２１０に含まれる１つまたは複数の構成要素の構成、位置、動作などを実質的に変更することなく、またこれらのいくつかの組み合わせなどで、それぞれの一次ＥＭＰ２２０の入口に結合することができる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、原子炉２１０は複数の組の逆流ＥＭＰ２３２を含み、逆流ＥＭＰの各組は複数の逆流ＥＭＰ２３２を含む。逆流ＥＭＰ２３２は、別々の並列戻りラインと直列に逆流ＥＭＰ２３２を結合することによって、それぞれの一次ＥＭＰ２２０の下流端にある別々の一次ＥＭＰ２２０の出口オリフィスに、互いに並列に結合される。別々の並列戻りラインは、それ自体が、一次ＥＭＰ２２０の出口オリフィスと並列に結合される。図示するように、逆流ＥＭＰ２３２は、原子炉圧力容器内で利用可能な非占有空間（容積）を占有することができ、液体金属冷却剤の流路を実質的に変更しなくてもよい。結果として、少なくとも１つの一次ＥＭＰ２２０の少なくとも部分的な障害の結果としての液体冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するために原子炉を構成することに関連する資本の支出を、少なくとも部分的に低減または最小化することができる。
【００８０】
図３は、いくつかの実施形態による電磁ポンプ（ＥＭＰ）の斜視図である。図３に示すＥＭＰは、図１に示す逆流ＥＭＰ１３０、１３２を含む、本明細書に含まれるＥＭＰのいずれかに含まれてもよい。
【００８１】
いくつかの実施形態では、原子炉に含まれるＥＭＰは、液体金属冷却剤を駆動するように構成された環状リニア誘導ポンプ（ＡＬＩＰ）を含む。ＡＬＩＰは、二重ステータＡＬＩＰを含むことができる。図３は、二重ステータＡＬＩＰを含むＥＭＰ３００を示す。
【００８２】
図示するように、二重ステータＡＬＩＰは、複数の「スロット」３１０を含むことができる。スロット３１０は、互いに結合されてＡＬＩＰを構成する。ＡＬＩＰは、様々な数のスロットを含むことができる。図示するＡＬＩＰ３００の実施形態は、例えば、１２個のスロットを含む。各「スロット」は、内側ステータ３１４の一部および外側ステータ３１２の一部を含むことができる。所与のスロットに含まれるステータ部分の１つまたは複数は、少なくとも１つのコイルを含むことができる。少なくとも１つのコイルは、それぞれのステータ部分を通って円周方向に延在し、積層鉄心によって取り囲まれている。各コイルは、１つまたは複数の巻回されたパンケーキコイルを含むことができる。ステータ部分の各コイルは、それぞれのステータ部分に円周方向の電流を流すように構成することができ、その電流がコイルを励磁して、積層鉄心内に誘導磁場を発生させる。
【００８３】
図示するように、ＡＬＩＰ３００は、内側ステータ３１４と外側ステータ３１２との間でＡＬＩＰ３００を通って延在する流れアニュラス３１５を含むことができる。ＡＬＩＰ３００に含まれる様々なスロット３１０の積層鉄心内の誘導磁場によって磁場が生じ得る。磁場は流れアニュラスを通って延在することができる。磁場は、流れアニュラス３１５に位置する液体金属冷却剤に電流を誘導することができる。誘導された電流は、流れアニュラスを通る液体金属冷却剤の流れを引き起こすことができる。その結果、ＡＬＩＰ３００は、ＡＬＩＰ３００内の機械的に動く部品とは独立して、流れアニュラス３１５を通って液体金属冷却剤を駆動することができる。
【００８４】
図示するように、ＡＬＩＰは複数のスロット３１０を含む。スロット３１０は互いに結合されている。スロットは、別々のポール３２０、３３０を形成するように結合され、各ポール３２０、３３０は、３組のスロット３２１、３２２、３２３、および３３１、３３２、３３３を含む。各組のスロットは、電源からＡＬＩＰ３００で受け取られた三相電力の別々の位相を使用するように構成されてもよい。
【００８５】
いくつかの実施形態では、原子炉に含まれる一次ＥＭＰはＡＬＩＰを含み、原子炉に含まれる逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰよりも小さいＡＬＩＰを含む。例えば、いくつかの実施形態では、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰに含まれるＡＬＩＰの半分のスロットを含むＡＬＩＰを含む。結果として、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰが占有する物理的体積（「空間」）に対して、約半分の物理的体積を占有する可能性がある。さらに、このような逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰに対して、約半分の圧力ヘッド、液体金属冷却剤の流量、これらのいくつかの組み合わせなどを生成するように構成することができる。
【００８６】
図４は、いくつかの実施形態による、原子炉における液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するステップを示す。少なくとも部分的な緩和は、本明細書に含まれる実施形態のいずれかに関して実施することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも部分的な緩和は、原子炉に含まれるＥＭＰ制御システムによって少なくとも部分的に実施され、ＥＭＰ制御システムは、１つまたは複数のコンピュータシステムによって実現される。
【００８７】
ステップ４０２において、ＥＭＰ制御システムは、原子炉内の１つまたは複数の一次ＥＭＰの動作を監視する。監視するステップは、１つまたは複数の一次ＥＭＰに供給される電力の１つまたは複数のパラメータを監視するステップと、１つまたは複数の一次ＥＭＰに電力を供給する１つまたは複数の電源を監視するステップと、１つまたは複数の一次ＥＭＰを通る液体金属冷却剤の流量を監視するステップと、１つまたは複数の一次ＥＭＰの圧力差を監視するステップと、１つまたは複数の一次ＥＭＰの１つまたは複数の部分によって生成される磁場を監視するステップなどのうちの、１つまたは複数を含むことができる。監視するステップは、受信したセンサデータを処理するステップに基づいてもよく、センサデータは、原子炉に含まれる１つまたは複数のセンサデバイスによって生成されてもよい。
【００８８】
ステップ４０４において、ＥＭＰ制御システムは、一次ＥＭＰに少なくとも部分的な障害があるかどうかを判定する。障害がなければ、監視するステップ４０２が継続する。少なくとも部分的な障害のある一次ＥＭＰは、本明細書では、障害のある一次ＥＭＰと呼ぶことができる。
【００８９】
ステップ４０４における判定は、一次ＥＭＰに関連する１つまたは複数の監視パラメータが１つまたは複数のしきい値を少なくとも満たすかどうかを判定するステップを含むことができる。例えば、判定するステップは、一次ＥＭＰに供給される電力、一次ＥＭＰで生成される磁場の強度、一次ＥＭＰを通る流量、一次ＥＭＰの圧力差、これらの組み合わせなどのうちの１つまたは複数が、１つまたは複数のそれぞれのしきい値を超えたかどうかの判定を含むことができる。いくつかの実施形態では、判定するステップは、所与の一次ＥＭＰに関連する１つまたは複数のパラメータが、原子炉における少なくとも１つの他の一次ＥＭＰに関連する１つまたは複数の対応するパラメータから少なくともしきい値量だけ外れているかどうかの判定を含んでもよい。
【００９０】
ステップ４０６において、少なくとも１つの一次ＥＭＰに少なくとも部分的な障害があるとのステップ４０４の判定に応答して、ＥＭＰ制御システムは、障害のある一次ＥＭＰを識別する。識別には、障害のある一次ＥＭＰに関連する特定のコンポーネントコードを識別するステップが含まれてもよい。
【００９１】
ステップ４０８において、ＥＭＰ制御システムは、障害のある一次ＥＭＰに対応する１つまたは複数の逆流ＥＭＰを識別し選択する。選択は、一次ＥＭＰと対応する逆流ＥＭＰとの間の一組の関連付けを参照するステップに基づくことができ、選択は、関連付けを識別し、識別された関連付けを使用して対応する逆流ＥＭＰをさらに識別するステップを含む。識別された関連付けには、障害のある一次ＥＭＰが含まれる。一組の関連付けはデータベースに格納されてもよく、選択は前記データベースを参照するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態では、一組の１つまたは複数の対応する逆流ＥＭＰの選択は、一次ＥＭＰに関連する１つまたは複数の監視回路間の配線された電気接続を介して実施され、１つまたは複数の監視回路は、少なくともステップ４０４の判定と、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの対応する組に関連する１つまたは複数の選択回路と、を実現するように構成され、１つまたは複数の選択回路は、少なくともステップ４０８の選択を実施するように構成される。
【００９２】
ステップ４１０において、１つまたは複数の逆流ＥＭＰの特定の組の選択に応答して、ＥＭＰ制御システムは、選択された１つまたは複数の逆流ＥＭＰを作動させる。いくつかの実施形態では、ステップ４１０での選択された逆流ＥＭＰの作動は、選択された逆流ＥＭＰに対応する、識別された障害のある一次ＥＭＰの選択的な停止を含む。所与のＥＭＰの作動または停止は、制御信号を生成するステップを含むことができる。制御信号は、原子炉内の構成要素に伝達され、その構成要素に所与のＥＭＰを制御させる。例えば、ＥＭＰを作動させるステップは、作動制御信号を生成するステップを含むことができる。作動制御信号は電源に伝達され、電源の１つまたは複数の部分にＥＭＰへの電力供給を開始させることにより、ＥＭＰが作動される。別の例では、ＥＭＰを停止するステップは、停止制御信号を生成するステップを含むことができる。停止制御信号は電源に伝達され、電源の１つまたは複数の部分にＥＭＰへの電力供給を終了させることにより、ＥＭＰが停止される。いくつかの実施形態では、制御信号は、原子炉に含まれる構成要素を交互に変わる構成に切り替えることにより、制御信号の順次送信によって構成要素がＥＭＰの作動と停止を交互に繰り返す。構成要素は、いくつかの実施形態では、本明細書ではスイッチギア装置、スイッチ装置などとも呼ばれる電気スイッチ装置を含む。
【００９３】
上記の回路は、原子炉に含まれる１つまたは複数のＥＭＰ制御システムに一部または全部が含まれてもよい。
【００９４】
図５は、いくつかの実施形態による、原子炉における液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に軽減するように原子炉を構成するステップ５００を示す。構成するステップは、図１に示す原子炉１１０を含む、本明細書に含まれる原子炉の任意の実施形態に関して実施することができる。
【００９５】
ステップ５０２において、構成するステップ５００は、原子炉内の一次ＥＭＰと直列に逆流ＥＭＰを結合するステップを含むことができる。結合するステップは、人間のオペレータによって実施されてもよい。一次ＥＭＰは、原子炉の圧力容器内に含まれてもよく、結合するステップによって、逆流ＥＭＰが圧力容器内に含まれてもよい。結合するステップは、逆流ＥＭＰを一次ＥＭＰの入口オリフィスまたは出口オリフィスのいずれかに結合するステップを含むことができ、液体金属冷却剤ラインの１つまたは複数のインスタンスを介して逆流ＥＭＰを一次ＥＭＰに結合するステップを含むことができる。このようなラインは、戻りラインまたは吸入ラインの１つまたは複数を含んでもよい。いくつかの実施形態では、結合するステップは、別々の逆流ＥＭＰを別々の液体金属冷却剤ラインに結合することによって、複数の逆流ＥＭＰを互いに並列に一次ＥＭＰのオリフィスに結合するステップを含む。別々の液体金属冷却剤ラインは、オリフィスから並列に延在する。結合するステップは、予め製造された原子炉圧力容器内の一次ＥＭＰに逆流ＥＭＰを結合するステップを含むことができ、その結果、逆流ＥＭＰは、一次ＥＭＰに結合されたときに、予め製造された原子炉圧力容器内の以前使用されていなかった空間を占める。
【００９６】
ステップ５０４において、構成するステップ５００は、逆流ＥＭＰを電源に電気的に結合するステップを含むことができる。電気的に結合するステップは、人間のオペレータによって実施されてもよい。電源は、一次ＥＭＰが電気的に結合される電源とは別々であってもよい。
【００９７】
ステップ５０６において、構成するステップ５００は、逆流ＥＭＰを１つまたは複数のＥＭＰ制御システムに結合するステップを含むことができる。結合するステップは、人間のオペレータによって実施されてもよい。結合するステップは、１つまたは複数の通信ラインを介して逆流ＥＭＰをＥＭＰ制御システムの１つまたは複数の部分に通信可能に結合するステップと、逆流ＥＭＰを１つまたは複数の電源ラインを介してＥＭＰ制御システムの１つまたは複数の部分に電気的に結合するステップと、逆流ＥＭＰが結合される電源を１つまたは複数の通信ライン、電源ラインなどを介してＥＭＰ制御システムに結合するステップと、を含むことができる。
【００９８】
以下は、原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された液体金属冷却原子炉の様々な特徴および利点の概要であるが、以下は網羅的なリストではないことを理解されたい。
【００９９】
原子炉は、液体金属冷却剤を一次冷却剤ループ内の原子炉を通って循環させるように構成された一次ＥＭＰを含むことができる。原子炉は、一次ＥＭＰと直列に結合された逆流ＥＭＰをさらに含むことができる。一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰの両方を、原子炉の圧力容器内に含めることができる。ＥＭＰは、ＥＭＰ内には機械的に動く部品がないことに基づいて、原子炉動作に信頼性の利点を提供することができる。さらに、一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰを含む原子炉は、ポンプ回路内にバルブがなくてもよい。ポンプ回路にバルブがないことによって、ＥＭＰが原子炉停止および緊急炉心冷却のための自然循環経路を提供するという安全性の特徴を提供することができる。
【０１００】
逆流ＥＭＰの選択的作動に基づいて、少なくとも１つの一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された液体金属冷却原子炉は、次の燃料補給間隔までの追従するグリッド負荷、ＥＭＰの保守および喪失のための原子炉動作における柔軟性を高めることができるように構成することができる。選択的に作動する逆流ＥＭＰは、原子炉の原子炉保護システムに対する安全性の課題を低減させることができる。原子炉の原子炉保護システムは、原子炉内の少なくとも１つの一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して原子炉を少なくとも部分的に停止（ＳＣＲＡＭ）することができる。
【０１０１】
さらに、原子炉の圧力容器内に逆流ＥＭＰを含めることにより、逆流の緩和に適応させるための冷却剤流路の変更を緩和し、原子炉の大きさおよび原子力発電所のスペース制約に対する変更の影響を緩和することによって、省スペースの利点が得られる。
【０１０２】
逆流ＥＭＰを含む原子炉は、少なくとも１つの一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して原子炉停止の必要性を回避するように構成することができる。原子炉が複数の一次ＥＭＰを含む場合には、選択的に作動する逆流ＥＭＰは、流れプロファイルを著しく変更することなく、一次ＥＭＰを含む冷却剤ループの部分内の逆流に対する耐圧力を生成することができる。結果として、原子炉は、少なくとも低減された動作状態で、少なくとも１つの障害のある一次ＥＭＰを長期間にわたって作動させるように構成することができ、これにより、少なくとも部分的に原子炉を停止して、障害のある一次ＥＭＰを完全な動作に戻す必要性を回避することができる。例えば、障害のある一次ＥＭＰの完全な修復は、即時の作業と原子炉の少なくとも部分的な停止を必要とするのではなく、その後の予定された保守期間まで延期することができる。その結果、原子力発電所の中断が少なくとも部分的に緩和され、原子力発電所の運転が合理化され得る。原子炉が原子力発電所に含まれる場合には、液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された原子炉は、一次冷却剤ループに含まれる一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に起因し得る原子力発電所の電力出力の低減を少なくとも部分的に緩和することができる。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、原子力発電所における中間冷却剤ループは、直列に結合された一次ＥＭＰおよび逆流ＥＭＰを含むことができ、逆流ＥＭＰは、中間冷却剤ループにおける一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答して選択的に作動することができる。このような中間冷却剤ループは、熱が一次冷却剤ループから中間冷却剤ループのプロセス流体に伝達される熱伝達流路の減少を少なくとも部分的に緩和するように構成することができる。プロセス流体は、水を含むことができる。原子炉が原子力発電所に含まれる場合には、液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された中間冷却剤ループは、原子力発電所の電力出力の低減を少なくとも部分的に緩和することができ、この低減は、中間冷却剤ループに含まれる一次ＥＭＰの障害に起因する蒸気生成の少なくとも部分的な減少に起因する。
【０１０４】
直列に結合された一次ＥＭＰの少なくとも部分的な障害に応答する逆流ＥＭＰの選択的作動に基づいて原子炉の少なくとも一部を通る液体金属冷却剤の逆流を少なくとも部分的に緩和するように構成された結果として、少なくとも部分的な障害のある少なくとも１つの一次ＥＭＰを含む欠陥状態において動作を継続するように構成された原子炉に少なくとも部分的に基づいて、原子炉の動作上の信頼性を改善することができる。このような動作上の信頼性の向上によって、原子炉を含む原子力発電所の発電の設備利用率を増加させることができる。
【０１０５】
多くの例示的な実施形態を本明細書に開示してきたが、他の変形例も可能であることを理解されたい。そのような変形例は、本開示の趣旨および範囲からの逸脱とみなすべきではなく、当業者にとって自明であろうそのような変更のすべては、以下の請求項の範囲内に含まれることが意図される。さらに、プロセスが本明細書に開示されているが、記載したプロセスの要素は、異なる要素の選択、それらのいくつかの組み合わせなどを使用して、異なる順序で実施されてもよいことを理解されたい。例えば、開示されたプロセスのいくつかの実施形態は、図示され記載されたプロセスよりも少ない要素を使用して実施されてもよく、開示されたプロセスのいくつかの実施形態は、図示され記載されたプロセスよりも多くの要素を使用して実施されてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  原子力発電所
１１０  原子炉
１１１  原子炉圧力容器
１１２  原子炉炉心
１１４  一次熱交換器
１１５  吸入リザーバ
１１６  吸入リザーバ
１１８  炉心入口プレナム
１１９  一次冷却剤ループ
１２０  一次ＥＭＰ
１２１  吸入ライン
１２２  吸入オリフィス
１２３  出口オリフィス
１２４  戻りライン
１３０  逆流ＥＭＰ
１３２  逆流ＥＭＰ
１４０  主電源
１４１  発電機
１４４  電源
１４５  電源
１５０  ＥＭＰ制御システム
１５１  通信可能に結合
１６０  中間冷却剤ループ
１６１  ライン
１６２  中間熱交換器
１７０  発電ループ
１９０  一次冷却剤ループ
２１０  原子炉
２１１  圧力容器
２１６  吸入リザーバ
２２０  一次ＥＭＰ
２３０  逆流ＥＭＰ
２３２  逆流ＥＭＰ
３００  ＡＬＩＰ
３１０  スロット
３１２  外側ステータ
３１４  内側ステータ
３１５  流れアニュラス
３２０  ポール
３２１  スロット
３２２  スロット
３２３  スロット
３３０  ポール
４０２  ステップ
４０４  ステップ
４０６  ステップ
４０８  ステップ
４１０  ステップ
５００  ステップ
５０２  ステップ
５０４  ステップ
５０６  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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